Um estudo global em grande escala realizado por cientistas da KAUST (Universidade Rei Abdullah de Ciência e Tecnologia) revelou que esses microrganismos marinhos são abundantes e geneticamente preparados para consumir poliéster de tereftalato de polietileno (PET) — o plástico durável encontrado em itens do dia a dia como garrafinhas e tecidos.

A impressionante capacidade deles se origina de uma característica estrutural distinta em uma enzima degradadora de plásticos chamada PETase. Essa característica, conhecida como motivo M5, funciona como uma assinatura molecular que indica quando uma enzima pode realmente decompor o PET.

“O motivo M5 age como uma impressão digital que nos mostra quando uma PETase é provavelmente funcional e capaz de degradar plástico PET,” explica Carlos Duarte, ecólogo marinho e co-líder do estudo. “Sua descoberta nos ajuda a entender como essas enzimas evoluíram a partir de outras enzimas que degradam hidrocarbonetos,” afirma. “Nos oceanos, onde o carbono é escasso, os microrganismos parecem ter aperfeiçoado essas enzimas para aproveitar essa nova fonte de carbono criada pelo homem: o plástico.”

Como os Recicladores Naturais Evoluíram

Durante décadas, acreditou-se que o PET era quase impossível de se degradar naturalmente. Essa crença começou a mudar em 2016, quando uma bactéria descoberta em uma planta de reciclagem no Japão foi encontrada sobrevivendo ao consumir resíduos plásticos. Ela havia desenvolvido uma enzima PETase capaz de desmontar os polímeros plásticos em seus componentes básicos.

No entanto, ainda não estava claro se os micróbios oceânicos tinham desenvolvido enzimas semelhantes de forma independente.

Utilizando uma combinação de modelagem por inteligência artificial, triagem genética e testes laboratoriais, Duarte e sua equipe confirmaram que o motivo M5 distingue verdadeiras enzimas degradadoras de PET de imitações inativas. Em experimentos, bactérias marinhas com o motivo M5 completo degradaram amostras de PET de maneira eficiente. Mapas de atividade genética mostraram que os genes M5-PETase estão altamente ativos em todo o oceano, especialmente em áreas fortemente poluídas com plástico.

Expansão Global de Micróbios Consumidores de Plástico

Para entender a extensão dessas enzimas, os pesquisadores analisaram mais de 400 amostras de água do oceano coletadas ao redor do mundo. PETases funcionais contendo o motivo M5 apareceram em quase 80% das águas testadas, abrangendo desde giros de superfície repletos de detritos flutuantes até profundidades com nutrientes escassos a quase dois quilômetros abaixo.

No fundo do mar, essa habilidade pode proporcionar uma vantagem significativa aos microrganismos. A capacidade de se alimentar de carbono sintético pode oferecer uma crucial vantagem de sobrevivência, observou Intikhab Alam, pesquisador sênior em bioinformática e co-líder do estudo.

A descoberta destaca uma crescente resposta evolutiva: os microrganismos estão se adaptando à poluição humana em escala planetária.

Embora essa adaptação revele a resiliência da natureza, Duarte alerta contra o otimismo. “Quando os plásticos chegam ao fundo do mar, os riscos para a vida marinha e consumidores humanos já foram infligidos,” ele adverte. O processo de degradação microbiana é muito lento para compensar o enorme fluxo de resíduos plásticos que entra nos oceanos a cada ano.

Transformando Descoberta em Soluções Práticas

No entanto, os achados podem acelerar o progresso em direção à reciclagem sustentável em terra. “A gama de enzimas degradadoras de PET que espontaneamente evoluíram no fundo do mar fornece modelos que podem ser otimizados em laboratório para uso na degradação eficiente de plásticos em plantas de tratamento e, eventualmente, em casa,” diz Duarte.

A identificação do motivo M5 oferece um roteiro para a engenharia de enzimas mais rápidas e eficazes. Revela as características estruturais que funcionam em condições ambientais reais, ao invés de apenas em tubos de ensaio. Se os cientistas conseguirem replicar e aprimorar esses mecanismos naturais, a batalha da humanidade contra a poluição plástica poderá encontrar novos aliados poderosos em um dos lugares mais inesperados do planeta: o profundo oceano.